汽車車身輕量化
關注創建者：匿名 創建時間：2021-09-02
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當前，激光焊接在汽車制造中的工藝應用主要包括3大類型，即：不等厚板的激光拼焊；車身總成與分總成的激光組焊；汽車零部件的激光焊接。這些工藝，都可不同程度地減輕車身重量。
經過幾十年的發展，人們對于激光技術的了解以及認知程度變高，其也從最初的軍事領域逐步擴展到現代民用領域，而激光焊接技術的出現進一步拓展了激光技術的應用范圍，代替傳統的焊接工藝，作為重要的一個加工技術，是汽車輕量化路上的得力助手。
總結
目前，我國在汽車車身輕量化的材料上，已經出現了明顯的多元化應用趨勢，單一的車身材料已無法滿足當前車身所需的強度及剛度，因此，在汽車車身的未來發展中，其輕量化材料會實現多種材料的組合制造，并在車身工藝制造技術上，會主要控制工藝材料的使用量，并開發可回收材料，使汽車車身達到輕量化要求的同時也具備低耗能的優勢，有效提高材料的利用率，利用各項技術提高車身的安全系數，完善傳統工藝的不足之處，以此實現汽車車身輕量化的生產目標。
展開 本文對汽車車身輕量化的方法、要求和發展趨勢進行綜述，分析了車身輕量化對連接技術的挑戰，并對新型的連接技術進行介紹，旨在對輕量化車身的設計與制造提供有益的借鑒。
1、汽車車身輕量化方法及發展趨勢
1.1 汽車車身輕量化的方法
汽車車身輕量化并非是簡單地將汽車重量減輕，而是在保證車身的強度和安全性能的前提下，盡可能地降低汽車車身質量，同時要保證汽車車身的制造成本在合理范圍內。目前有以下三種手段。
(1) 使用輕量化結構。即以車身零件的強度和剛度要求為約束，借助 CAE 優化設計方法對零件的結構進行優化設計，通過車身零部件的薄壁化、中空化、小型化或集成化，以減小車身骨架和車身覆蓋件的質量或數量，從而達到車身減重目的。優化汽車的結構設計是實現汽車輕量化的有效途徑之一。圖 1a 中通過擠壓形成的封閉型鋁合金空間框架結構(Audi space frame，ASF)、圖 1b中通過輥壓成形的變截面結構零件以及圖 1c 內高壓成副車架，都是典型的輕量化結構，在顯著減重同時能夠有效保證強度和剛度需求。
圖 1 典型的輕量化結構
(2) 使用輕量化材料。通過大量使用輕質、高強材料實現車身大幅減重已經成為車身輕量化最為主要的手段。這些材料主要可以分為兩類：一類是高強鋼材料，包括普通高強鋼、先進高強鋼(Advanced high strength steel，AHSS)以及超高強鋼(Ultra high strength steel，UHSS)。圖2a 所示的奧迪 A4(B8)就是通過大量使用高強鋼來實現有效減重；另一類是低密度材料，包括鋁合金、鎂合金、塑料、復合材料等，圖 2b 所示的奧迪 A8(D3)全部采用鋁合金制造，具有非常顯著的減重效果。
展開 對汽車輕量化技術有著獨到的專家技術，是輕量化領域的主要帶頭人之一。在整車開發過程中，從輕量化技術路線的開展，整車輕量化目標的定義及分解，整車重量目標及輕量化技術的實施及管控等建立的自己獨創的流程及模型，將輕量化技術作為重量屬性之一、建立了一個完整的閉環屬性及實施規范，在推進輕量化技術的落地及實施有著豐富的經驗。在輕量化材料、結構優化及工藝領域，開展了許多大量的前瞻性工作，并在許多國際國內學會中擔任主要職務。
資深專家2：曾擔任某自主品牌汽車公司CAE技術專家，現任某汽車公司技術團隊負責人。主要研究領域包括：環狀路徑車身結構輕量化設計、整車子系統級耐撞性驗證方法、IIHS25%小偏置碰撞測試標準研究、整車碰撞仿真焊點失效預測模擬、新單軸拉伸理論與試驗方法、列車單元耐撞性設計理論與仿真，已獲四項國家發明專利授權，其中車身環狀結構設計已經得到了汽車車身輕量化領域的高度認可。2016.04—2018.09汽車車身大數據平臺開發；2018.04—2020.03獲中信金屬支持，主持“汽車車身正向選材系統”的開發；未來主要聚焦于基于大數據思維和人工智能技術的汽車研發系統開發。
課程大綱
時間地點
培訓時間：9月12-14日
培訓地點：北京（具體地點，培訓前一周通知）
培訓費用
培訓費：4300元/人，3人（含3人）以上享受團隊價格：4100元/人。
以上費用不含食宿費，培訓期間食宿統一安排，費用自理。
郵件報名時請務必附帶電子版一寸免冠彩色證件照片，辦理培訓結業證書使用。
成功參加培訓的用戶返現100元（50元現金+50元技術鄰課程抵用券）。
展開 摘要：汽車輕量化技術是汽車節能減排的有效手段，文章結合歐洲車身會議信息，對車用輕量化材料及其連接方式作簡要介紹，以供汽車行業技術人員參考。
前言
近年來，隨著汽車保有量和產銷量的不斷增加，汽車工業與能源、環境之間的矛盾愈演愈烈，同時國家對節能減排的需求越來越迫切，國家環保政策也逐漸加嚴，因此，汽車行業的節能減排也是迫在眉睫的事情。降低汽車燃油消耗、減少尾氣排放最直接的途徑就是輕量化，是指在保證零部件使用性能和行駛安全性的前提下，實現整車減重。實驗證明，汽車減重 10%，油耗將減少 6-8%，排放減少 6%，制動距離減少 5%，加速時間減少 8%，轉向力減少 6%，輪胎壽命提高 7%，材料疲勞壽命提高 10%。因此，輕量化已經成為世界各國汽車制造商提高自身競爭力的重要手段。汽車輕量化技術是結構設計、材料、工藝的集成應用，主要途徑有：（1）新材料的應用，主要是采用輕質高強材料及其成型技術，以達到減輕零部件重量的目的。（2）結構優化設計，使零部件薄壁化、中空化、小型化、復合化以及對車身零部件進行結構和工藝的改進等。其中輕量化材料及其連接技術是關鍵問題，本文針對目前輕量化材料及連接技術做簡單分析，供汽車輕量化技術工作者參考。
1 輕量化材料
目前，汽車車身輕量化材料主要有高強度鋼、鋁合金、碳纖維復合材料等輕質高強材料，其中，高強度鋼是性價比最好、最具吸引力的材質。
展開 圖1
2
白車身輕量化指數
Li=(L2-L1)/L1
式中，
Li為白車身輕量指數，無量綱；
L1為輕量化設計前的車身輕量化系數，單位Kg/[N·m/(°) ·m2]；
L2為輕量化設計后的車身輕量化系數，單位Kg/[N·m/(°) ·m2]；
3
汽車輕量化
在保證汽車安全、剛度、NVH等性能提升或者不降低的前提下，通過結構設計和優化、合適的材料選用、合理的制造工藝等手段來達到整車重量降低，從而來達到節油和減排的工程過程，稱之為汽車輕量化。
行業水平
1
ECB會議
EuroCarBody（簡稱ECB）歐洲汽車車身會議，每年10月份在德國舉行。ECB代表著全球汽車車身發展趨勢，近年來一直被譽為車身界的頂級峰會。我們可以從ECB大會的車型輕量化系數，側面看出車身發展的最新水平。
圖2
由于各年度參展車型的品牌與產品定位存在差異，所以車身輕量化系數變化趨勢并非逐年遞減，但總體的趨勢是下降的。
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展會簡稱：中國汽車輕量化展|北京輕量化技術展|北京輕量化材料展|北京交通輕量化展|北京輕量化裝備展
★ 展會基本信息：
展會時間：2025年02月21日--02月24日（展覽四天）
展覽地點：北京·中國國際展覽中心（順義新館）
招展單位：上海梵翡會展有公司
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★ 展會概況：
當今世界正經歷百年未有之大變局
2024第十七屆國際汽車輕量化大會暨展覽會的通知|汽車輕量化
中國汽車工程學會、江蘇省科學技術協會、汽車輕量化技術創新戰略聯盟（以下簡稱“輕量化聯盟”）和揚州市人民政府將于 2024年10月9-11日 在 江蘇省揚州市 國際展覽中心舉辦 2024（第十七屆）國際汽車輕量化大會暨展覽會 （以下簡稱“大會”）
李先生編寫 152/1006/3431
主辦單位
中國汽車工程學會、
精彩直播預告
車用增強塑料的力學性能高度倚賴工藝，相關結構的輕量化與優化依賴于分析精度。目前，汽車EV化的高速推進導致輕量化需求日益提高，基于材料各向同性、部件均勻化、準靜態假設的分析方法已無法有效挖掘相關部件的減重潛力。
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Introduction
目前，由于汽車車身輕量化和提高被動安全性的需求，促使汽車行業持續開發新的材料和制造工藝。熱沖壓是一種結合了成型和淬火工藝，用以生產超高強度汽車結構件的創新且有效方法，如汽車A柱、B柱、車頂梁、保險杠等 [1,2]。
摘 要：以某款新能源汽車的鋼制車門為分析對象，借助HyperWorks有限元軟件，對車門進行靜力學和模態性能分析。以分析結果為參考，采用等質量替換法，建立碳纖維復合材料車門的有限元模型。以復合材料車門質量最小化為目標函數，靜態性能為約束條件，進行了自由尺寸優化、尺寸優化、鋪層順序優化。對優化結果規整后進行性能驗證。結果表明，獲得的優化方案在滿足性能要求的前提下，實現了車門減重48.3%，完成了車門的輕量化設計
